14 06 2023
根据题目给出的曲线参数方程,可以计算曲线在点(√2,0,0)处的切向量为: r'(t) = (√2sin(t), cos(t), cos(t)) 将 t=0 代入上式得到 r'(0) = (0, 1, 1),这就是曲线在点(√2,0,0)处的切向量。 由于法向量与切向量垂直,所以法向量可以取切向量的一个垂直向量。以 (0, 1, 1) 为切向量,我们可以取两个不平行于切向量的向量来构成法平面的法向量。 假设两个向量为 v1 和 v2 ,根据向量的垂直性,可以得到以下方程组: v1·(0, 1, 1) = 0 v2·(0, 1, 1) = 0 其中,· 表示向量的点乘运算。 解以上方程组可以得到满足条件的两个向量 v1 和 v2 。由于向量有无数个解,可以通过标量的方式任意缩放得到无数个满足条件的解。为了简化计算,我们可以选择单位向量作为法向量。 设 v1 = (a, b, c) ,根据 v1 的单位长度条件可得 a^2 + b^2 + c^2 = 1。由于单位长度条件有无数个解,我们可以任意选择一个参数进行代入计算。 选取 a = 1,代入以上方程组可得到以下结果: b + c = 0 b^2 + c^2 = 1 将第一个方程代入第二个方程,得到 b^2 + (-b)^2 = 1 解得 b = ±1/√2 当 b = 1/√2 时,c = -1/√2 ,所以 v1 = (1, 1/√2, -1/√2) 当 b = -1/√2 时,c = 1/√2 ,所以 v2 = (1, -1/√2, 1/√2) 由于向量的缩放不影响方向,我们可以将 v1 和 v2 缩放为单位向量: v1 = (1/√3, 1/√6, -1/√6) v2 = (1/√3, -1/√6, 1/√6) 根据平面法向量和平面上一点,可以得到法平面的方程形式: A(x-√2) + B(y-0) + C(z-0) = 0 代入法向量和点的坐标得到: (1/√3)(x-√2) + (1/√6)y - (1/√6)z = 0 化简后可得: (x-√2)/(√3) + y/(√6) - z/(√6) = 0 将方程两边乘以 √6,得到最终的法平面方程为: √6(x-√2) + √6y - √6z = 0 进一步化简可得: √6x + √6y - √6z - 2√3 = 0 所以,点(√2,0,0)处的法平面方程为 √6x + √6y - √6z - 2√3 = 0。
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